[发明专利]一种水刺激响应橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水刺激响应橡胶复合材料及其制备方法。本发明包括以下重量份的原料：丁腈橡胶30‑80份，聚环氧乙烷20‑70份，硫化剂0.8‑1.6份，加工助剂0‑5份；本发明还给出了上述橡胶复合材料的制备方法，上述原料经过混炼和硫化，得到橡胶复合材料。本发明采用传统橡胶高分子材料与功能性高分子材料相复合，经过混炼和硫化，制备出了一种具有水刺激响应的橡胶复合材料，这是一种新型刺激响应的橡胶复合材料，提高了形状记忆高分子材料的利用价值，该橡胶复合材料质地均匀，具有交联网络结构，不存在脱层等问题，转换温度区间一直处于室温与体温之间，具有更好的形状记忆固定和形状恢复性能，广泛应用于生物医疗等领域。

技术领域

本发明属于高分子材料的技术领域，特别是指一种水刺激响应橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

形状记忆高分子材料是一类具有初始形状的制品在一定的条件下改变其初始条件并固定后，通过外界条件(如热、电、光、化学感应等)的刺激又可恢复其初始形状的高分子材料。形状记忆高分子材料具有变形量大，易赋性，质轻，结构多样性；并且有着优异的绝缘性能，保温性能，易着色性能，使其在生物医疗、智能纺织、高性能传感器等领域受到广泛关注。形状记忆高分子材料在临床医学领域、植入医疗设备领域中有着巨大的应用前景。随着生物医疗、自修复材料、高性能传感器等领域的快速发展，人们对形状记忆高分子材料提出了更高的要求，例如生物相容性、安全性、易加工性、环保、响应区间等需求，这些都对形状记忆高分子材料提出了新的挑战。

研究初始，人们对高分子材料的形状记忆行为的研究及应用主要以热响应形状记忆为主。但是，形状记忆材料在生物医疗等领域对热有人体耐受温度限制。因此，开发出更多的刺激响应方式成为该领域的研究热点之一。随着研究的深入，科研工作者们开始在前人的工作基础上对高分子材料形状记忆行为的刺激方式进行了深入研究，希望能制备出不单局限于热刺激响应的形状记忆高分子材料，提高形状记忆高分子材料的利用价值，拓展形状记忆高分子材料的应用领域，进一步激发形状记忆高分子材料的市场潜能。

发明内容

本发明的目的是提供一种水刺激响应橡胶复合材料及其制备方法，旨在解决形状记忆材料在生物医疗等领域使用时的人体耐受温度限制，开发水刺激响应复合材料。

为了解决上述技术问题，本发明主要是通过以下技术方案加以实现的：

在一个方面，本发明的一种水刺激响应橡胶复合材料，包括以下重量份的原料：丁腈橡胶30-80份，聚环氧乙烷20-70份，硫化剂0.8-1.6份，加工助剂0-5份。

本发明以传统橡塑高分子材料——丁腈橡胶(NBR)为基体材料，复合功能性高分子材料——聚环氧乙烷(PEO)，两者相辅相成，制备具有水刺激响应的高分子基形状记忆橡胶复合材料。这种的传统橡塑高分子材料丁腈橡胶(NBR)具有橡胶材料的高弹性和交联网络特点，并且，带有极性官能团，其本身具有极性；功能性高分子材料聚环氧乙烷(PEO)则具有吸水能力，这种传统橡胶高分子材料与功能性高分子材料的复合，可制得在水条件下响应的形状记忆高分子复合材料，提高了形状记忆高分子材料的利用价值，该橡胶复合材料质地均匀，具有交联网络结构，不存在脱层等问题，转换温度区间一直处于室温与体温之间，具有更好的形状记忆固定和形状恢复性能，广泛应用于生物医疗等领域。

作为一种优选的实施方案，包括以下重量份的原料：丁腈橡胶50-60份，聚环氧乙烷40-60份，硫化剂1.0-1.6份，加工助剂0-5份。本发明的橡胶复合材料中含有具有吸水性的功能性聚合物组分，在水刺激条件下，功能性聚合物组分会吸收水分，使分子链间距离增大，橡胶复合材料在外力作用下可以改变形状，冷冻干燥，形状得以固定；再次浸入水中，由于材料内部存在的交联网络结构提供足够的恢复力，使得材料形状得以恢复；本发明中传统橡塑高分子材料丁腈橡胶(NBR)与功能性高分子材料聚环氧乙烷(PEO)通过硫化剂复合，形成一种交联网络结构，可以实现更好的形状记忆固定和形状恢复性能。